基于FLUENT的中空纤维膜组件振动特性对管外传质性能影响的研究

摘要

膜分离技术如今有着越来越广泛的应用,中空纤维膜组件以工艺简单、节能环保、填装分数大、分离效果优良等优点，广泛应用于膜分离的各个领域。为提高中空纤维膜组件的传质效率,减轻浓差极化,运用计算流体力学件FLUENT动网格技术,以含氧水的除氧过程为研究对象,研究了振动特性对中空纤维膜组件管外传质的影响.研究结果表明:与静止的工况相比,振动能够使流体产生二次流,使得流动从层流转化为紊流,增强流体与膜组件以及中空纤维管壁面的碰撞,极大程度的减轻浓差极化现象,进而强化传质;随着振动频率和振幅的增大,膜组件出口处氧质量浓度降低,水中氧的清除率增大,传质效果变好;一定条件下振动工况比静止工况氧的清除率最高可以提高144％,固定振幅为6mm振动频率从2.5Hz增加到10Hz时清除率提高76％;固定频率为2.5Hz振幅由2mm增加到6mm时清除率提高10％,增大振动频率对于强化传质的效果要优于增大振幅.研究结果可以为实际的工程应用提供理论指导.